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Selective separation of platinum group elements by hybrid inorganic ion exchanger for recycle on nuclear decommissioning

Research Project

Project/Area Number 21K04948
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 31010:Nuclear engineering-related
Research InstitutionTsuruoka National College of Technology

Principal Investigator

Abe Tatsuo  鶴岡工業高等専門学校, その他部局等, 助教 (20390403)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 鈴木 達也  長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (70323839)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Keywords無機イオン交換体 / 白金族分離 / 廃炉リサイクル / ハイブリッド / 選択的分離
Outline of Research at the Start

原子力発電所の多くは、40年以上が経過し廃止や福島事故に伴う廃炉が多くなることが予想される。本研究では、廃炉から生じる可能性のある成分を回収してアモルファス構造のハイブリッド無機イオン交換体を合成し、核燃料廃棄物中に多量に生成している放射線性が高く毒性のあるセシウムやストロンチウム、アンチモン、ニオブなどを取り除き、有用な白金族元素を回収に用いることができると考えた。本提案では、固相反応法および複合体作製技術により、新たなハイブリッド無機イオン交換体の合成を試みる。特に固相反応法は、比較的低温で合成でき高圧も必要無く安全な方法であり、新規機能性材料を簡潔かつ安全に獲得できる。

Outline of Final Research Achievements

Currently, many of the nuclear power plants are over 40 years old. Following the accident at the Fukushima nuclear power plant, it is expected that more reactors will be decommissioned. Components that may be generated from decommissioned reactors (iron, molybdenum, tin, etc.) are recovered and an inorganic ion exchanger is synthesized. The aim was to remove highly toxic cesium, strontium, antimony, niobium, selenium, etc. and recover useful platinum group elements (PGE).

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

廃炉から生じた廃棄物を回収してアモルファス構造のハイブリッド無機イオン交換体を合成できることを示した。核燃料廃棄物中の元素を取り除き、有用な白金族元素を回収にも成功した。複合体作製技術による新たな無機イオン交換体の合成は、新機能性材料を簡単に獲得できる方法で、資源のリサイクルに役立ち廃棄物の減量に対する取り組みに繋がる。複合体作製技術を用いた創製は、複数元素の吸着機構を明らかにし、アモルファス化学や機能性材料の発展に大きく寄与する。資源が乏しく廃棄場所の定まらない日本において、廃棄物の減量対策の役割も期待でき、自給可能な新たな鉱山(供給源)としての無機イオン交換体の有用性を確認できた。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Removal and Recovery of Ruthenium and Cesium from Spent Nuclear Fuel by Using Tungsten Molybdophosphate Novel Inorganic Ion Exchanger2022

    • Author(s)
      Irvin Mardongab Banjarnahor, Chikage Abe, Kenji Konashi, Tatsuo Abe, and Tatsuya Suzuki
    • Journal Title

      Journal of Ion Exchange

      Volume: 33 Issue: 4 Pages: 79-85

    • DOI

      10.5182/jaie.33.79

    • ISSN
      0915-860X, 1884-3360
    • Year and Date
      2022-11-04
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 放射性廃棄物処理に用いる複合無機イオン交換体の開発2023

    • Author(s)
      阿部達雄,伊藤眞子
    • Organizer
      連合年会2023(第36回日本イオン交換研究発表会・第42回溶媒抽出討論会)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 廃炉や廃棄物処理に用いる無機イオン交換体の開発2023

    • Author(s)
      阿部達雄
    • Organizer
      化学工学会第89年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 廃棄物処理に用いる複合無機イオン交換体の開発2023

    • Author(s)
      吉田 明,伊藤 眞子,阿部 達雄
    • Organizer
      第26回化学工学会学生発表会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Removal and Recovery of Ruthenium and Cesium from Spent Nuclear Fuel by Using Tungsten Molybdophosphate Novel Inorganic Ion Exchnger2022

    • Author(s)
      Irvin Mardongab Banjarnahor, Chikage Abe, Kenji Konashi, Tatsuo Abe, and Tatsuya Suzuki
    • Organizer
      The 8th International Conference on Ion Exchange
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Synthesis of two tin type inorganic ion exchangers and adsorption behavior of alkaline ions on these ion exchangers2022

    • Author(s)
      Xianwei Wang,Xiangrong Hu, Tatsuya Suzuki
    • Organizer
      日本原子力学会関東・甲越支部第16回学生研究発表会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Adsorption of platinum metal elements on synthesized inorganic adsorbent2022

    • Author(s)
      Hanyu Wang, Xiangrong Hu, Xianwei Wang, Tatsuya Suzuki
    • Organizer
      日本原子力学会関東・甲越支部第16回学生研究発表会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 廃棄物処理に用いる複合無機イオン交換体の開発2022

    • Author(s)
      岩崎蒼生,伊藤眞子,阿部達雄
    • Organizer
      第25回化学工学会学生発表会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 無機イオン交換体による廃炉に向けた廃棄物処理2021

    • Author(s)
      菅原 詩,佐藤 慧一,伊藤 眞子,阿部 達雄
    • Organizer
      第24回化学工学会学生発表会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] モリブデンとタングステンを含有する 無機イオン交換体への 使用済み核燃料中核種の吸着特性2021

    • Author(s)
      イルビン マルドンガン バンジャルナホー,阿部千景,小無健司,阿部達雄,鈴木達也
    • Organizer
      第7回次世代イニシアティブ廃炉技術カンファレンス
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Mo,W,Zrを含有する無機イオン交換体への軽白金族の吸着特性2021

    • Author(s)
      イルビン マルドンガン バンジャルナホー,鈴木達也
    • Organizer
      第35回日本イオン交換研究発表会/第40回溶媒抽出討論会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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